IDENTIFKASI LITOLOGI BAWAH PERMUKAAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DIPOLE-DIPOLE DI KECAMATAN KASIHAN KABUPATEN BANTUL

Transkripsi

1 IDENTIFKASI LITOLOGI BAWAH PERMUKAAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DIPOLE-DIPOLE DI KECAMATAN KASIHAN KABUPATEN BANTUL SKRIPSI Untuk memenuhi sebagai persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1 Program studi Fisika Diajukan Oleh Ahmad Said Kepada PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA YOGYAKARTA 2016

2

3

4

5 MOTTO Meraih cita-cita bukan akhir dari segalanya begitupun belajar dan berkarya v

6 PERSEMBAHAN Skripsi ini saya persembahkan kepada kedua orang tua dan keluarga besarku vi

7 KATA PENGANTAR Allhamdulillah segala puji dan syukur kepada Allah SWT serta shalawat dan salam senantiasa tetap tercurahkan kepada Nabi besar Muhammad SAW yang telah membawa dari dunia kegelapan menuju dunia yang terang benerang. Penulis telah menyelesaikan skripsi dengan judul Identifkasi litologi Bawah Permukaan Menggunakan Metode Geolistrik Dipole-Dipole di Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul. Keberhasilan skripsi ini tidak terlepas dari banyak pihak yang telah membantu. Untuk itu saya ucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua dan keluarga besar yang telah memberikan do a restu, semangat dan dukungan untuk menyelesaikan skripsi. 2. Bapak Prof. KH. Yudian Wahyudi, MA., Ph. D selaku Rektor Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta. 3. Bapak Dr. Murtono, M.Si selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta. 4. Bapak Frida Agung Rakhmadi, M.Sc selaku Ketua Program Studi Fisika dan seluruh dosen Program Studi Fisika 5. Bapak Muhammad Faizal Zakaria, S.Si,M.T selaku dosen pembimbing skripsi 6. Teman-teman satu angkatan fisika 2009 dan seluruh mahasiswa Prodi Fisika 7. Serta semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam penyusunan skripsi. vii

8

9 IDENTIFKASI LITOLOGI BAWAH PERMUKAAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DIPOLE-DIPOLE DI KECAMATAN KASIHAN KABUPATEN BANTUL Ahmad Said INTISARI Pemilihan daerah penelitian berdasarkan informasi dari peta geologi setempat terkait adanya Formasi Sentolo dan Endapan Gunung Merapi Muda dan dan kondisi daerah penelitian terletak pada perbuktikan dengan material penyusun tanah dipenuhi banyak batuan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui persebaran nilai resistivtas pada batuan dan jenis-jenis batuannya. Metode geolistrik Konfigurasi dipole-dipole mempunyai prinsip dasar mengirimkan arus listrik ke bawah permukaan melalui elektroda arus dan mengukur kembali beda tegangan di elektroda potensial yang diterima di permukaan. Dari nilai arus dan tegangan dengan menggunakan software res2div inversion, nilai resistivitas batuan dapat diketahui. Pengolahan data awal menghasilkan nilai resistivitas semu, pada proses selanjutnya akan mendapatkan nilai resistivitas sebenarnya. Pemodelan inversi 2D dapat mengetahui penampang litologi dan nilai resistivitas. Kemudian dari perbedaan nilai resistivitas dan gradasi warna dapat diperoleh jenis-jenis batuannya. Hasil interpretasi data dari semua lintasan dapat diklasifikasikan jenis-jenis batuannya, yang terdiri dari batu lempung, batu pasir dan batu breksi. Hanya lintasan pertama saja yang melintasi batas formasi litologi. Kata Kunci: Geolistrik,Resistivitas, Konfigurasi Dipole-Dipole, Litologi dan Res2div Inversion ix

10 IDENTIFKASI LITOLOGI BAWAH PERMUKAAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK DIPOLE-DIPOLE DI KECAMATAN KASIHAN KABUPATEN BANTUL Ahmad Said ABSTRACT Selection of the study area based on information from local geological maps related to the formation Sentolo and Deposition Mount Merapi Young and conditions perbuktikan study area lies in the material making up ground filled with lots of rocks. This study was conducted to determine the distribution of value resistivtas in rock and other types of rock. Geoelectric method of dipole-dipole configuration has the basic principle sends an electric current through the electrode into the subsurface flow and re-measure the voltage difference in electrode potential is received at the surface. Of the value of current and voltage by using software res2div inversion, rock resistivity value can be known. Initial data processing generates a pseudo resistivity values, the next process will gain true resistivity values. 2D inversion modeling can determine the lithology cross section and resistivity values. Then from the difference resistivity values and gradation can be obtained types of rock. The interpretation of data from all of the tracks can be classified types of rock, which is composed of clay stone, sandstone and breccia. Only the first track who crosses the boundary formation lithology. Keywords: Geolistric, resistivity, Configuration Dipole-Dipole, lithology and Res2div Inversion x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i SURAT PERSETUJUAN SKRIPSI/TUGAS AKHIR... ii SURAT PENGESAHAN SKRIPSI... iii SURAT PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... iv HALAMAN MOTTO... v PERSEMBAHAN... vi KATA PENGANTAR... vii INTISARI... ix ABSTRACT... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Studi Pustaka Tinjauan Wilayah Kecamatan kasihan Batas Kawasan Geologi Geomorfologi Jenis tanah Landasan teori... 8 xi

12 Litologi Batuan Beku Batuan Sedimen Batuan Metamorf Metode Geolistrik Teori Resistivitas Hukum Ohm Resistivitas Elektroda Arus Tunggal pada Suatu Kedalaman Elektroda Arus Tunggal Di Permukaan Elektroda Arus Ganda Di Permukaan Konfigurasi dipole-dipole BAB III METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Penelitian Alat Penelitian Bahan Penelitian Prosedur Penelitian Persiapan Desain Survei Akuisisi Data Pengolahan Data Interpretasi data kesimpulan BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Akuisisi Data Pengolahan Data Hasil Hasil lintasan Pertama xii

13 Hasil lintasan kedua Hasil lintasan ketiga Interpretasi Interpretasi lintasan Pertama Interpretasi lintasan Kedua Interpretasi lintasan ketiga Integrasi-Interkoneksi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Studi Pustaka... 5 Tabel 2.2 Formasi Geologi di Kecmatan Kasihan... 7 Tabel 2.3 Geomorfologi di Kecamatan Kasihan... 7 Tabel 2.4 Jenis Tanah di Kecamatan Kasihan... 8 Tabel 2.5 Nilai Resistivitas Batuan (Telford, 1990)... 9 Tabel 2.6 Variasi Resistivitas Material Bumi (Santoso, 2002) Tabel 3.1 Nama Dan Jumlah Perangkat Keras Tabel 3.2 Nama perangkat lunak Tabel 4.1 Interpretasi resistivitas jenis-jenis batuan xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Hambatan listrik berbentuk balok Gambar 2.2 Penjalaran arus tunggal pada kedalaman Gambar 2.3 Penjalaran arus tunggal dipermukaan Gambar 2.4 Dua elektroda arus dan dua elektroda potensial dipermukaan Gambar 2.5 Penjalaran arus ganda Gambar 2.6 Konfigurasi dipole-dipole Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Desain survei lapangan Gambar 4.1 Lokasi daerah penelitian Gambar 4.2 Nilai resistivitas semu lapangan Gambar 4.3 Proses perhitungan nilai resistivitas semu Gambar 4.4 Inversi nilai resistivitas sebenarnya Gambar 4.5 Hasil lintasan pertama Gambar 4.6 Hasil lintasan kedua Gambar 4.7 Hasil lintasan ketiga Gambar 4.8 Interpretasi lintasan pertama Gambar 4.9 Interpretasi lintasan kedua Gambar 4.10 Interpretasi lintasan ketiga xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data Mentah Geolistrik Dipole-Dipole Lampiran 2. Hasil Pengolahan Data Res2dinv xvi

17 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Daerah Bangunjiwo yang merupakan lokasi penelitian ini, merupakan salah satu Desa di Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul D.I Yogyakarta. Berdasarkan Peta Geologi Lembar Yogyakarta dengan skala 1: yang disusun oleh Wartono Rahardjo dkk, (1995). Daerah ini termasuk dalam Formasi Sentolo yang jenis batuannya terdiri Batu Gamping, Batu Pasir Napalan dan Formasi Endapan Gunung Merapi Muda yang jenis batuannya terdiri dari Batu Tuf, Abu, Breksi, Aglomea dan Leleran Lava tak terpisahkan. Pemilihan lokasi penelitian ini didasarkan pada informasi dari peta geologi tersebut yang kemudian peneliti jadikan acuan awal terkait lokasi dan objek penelitian. Dari segi keilmuan geologi, penelitian ini bisa menjadi penyempurna karena menyebutkan lokasi penelitian secara jelas dan lengkap. Penelitian mengenai litologi di daerah Kasihan yang sudah dilakukan,umumnya membahas mengenai batuan karbonat dan endapan vulkanik kuarter dan tidak menyebutkan lokasi penelitian secara jelas. Penelitian sebelumnya memiliki cakupan daerah yang luas dan tidak membahas secara detail lokasi. Oleh karena itu, hasil penelitian ini dapat berguna dari segi keilmuan geologi untuk memberikan informasi baru mengenai kondisi geologi terutama aspek litologinya. 1

18 2 Litologi suatu daerah mempunyai ciri-ciri yang berbeda,apalagi kalau terdapat jenis tumbuhan yang berbeda. Pengukuran litologi bawah permukaan menggunakan arus yang tetap akan diperoleh suatu variasi beda tegangan yang berakibat akan terdapat variasi resistansi yang akan memberikan suatu informasi tentang struktur dan material yang dilewatinya. Prinsip ini sama halnya dengan menganggap bahwa material bumi memiliki sifat resistif atau seperti perilaku resistor, dimana materialmaterialnya memiliki kemampuan yang berbeda dalam menghantarkan arus listrik. Metode geolistrik adalah metode yang memanfaatkan aliran arus di dalam bumi, yang dengan mengukur beda potensialnya akan didapatkan nilai resistansi batuan. Metode geolistrik dapat menunjukkan gambaran penampang bawah permukaan bumi berdasarkan distribusi nilai resistivitas batuan. Resistivitas batuan adalah daya hambat batuan terhadap aliran listrik Berdasarkan nilai resistansi batuan yang terukur dalam pengukuran geolistrik dapat digunakan untuk menentukan keberadaan air tanah, potensi daerah longsor, menentukan mineral batuan, dan batuan dasar. Allah SWT menganjurkan kepada manusia supaya mengadakan pengkajian, penelitian dan pengamatan terhadap fenomena alam yang ada di langit dan di bumi. Dengan melakukan hal tersebut diharapkan manusia bisa mengambil manfaat sebesar-besarnya untuk meningkatkan keimanan dan ketaqwaan kepada Allah SWT, serta untuk memenuhi kebutuhan dan

19 3 meningkatkan kesejahteraan hidup. Sesuai dengan firman Allah SWT dalam surat Yunus ayat 101 Artinya ; Katakanlah, Perhatikanlah apa yang ada di langit dan di bumi. Tidak lah bermanfaat tanda kekuasaan Allah dan rasul-rasul yang memberi peringatan bagi orang-orang yang tidak beriman". (10: 101) Menurut Tafsir Al-Misbah Karya Quraish Shihab ayat diatas bisa diartikan Katakanlah, wahai Nabi, kepada orang-orang yang tetap membangkang itu, "Cermati dan renungilah apa yang ada di langit dan di bumi berupa bukti-bukti yang menunjukkan keagungan dan keesaan Tuhan. Di situ akan kalian dapati bukti-bukti yang dapat membawa kalian untuk menerima ajakan beriman. Akan tetapi, betapa pun banyaknya bukti dan dahsyatnya ancaman, semua itu tidak berguna bagi kaum yang ingkar dan tak mau berpikir. Sebab, ketika orang-orang kafir itu memutuskan untuk tidak beriman, mereka pun tak bakal bersedia melakukan perenungan dan pengamatan terlebih dahulu. Ayat ini mendorong umat manusia untuk mengembangkan ilmu pengetahuan melalui kontemplasi, eksperimentasi dan pengamatan. Ayat ini juga mengajak untuk menggali pengetahuan yang berhubungan dengan alam raya beserta isinya.

20 4 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana persebaran nilai resistivitas pada daerah penelitian? 2. Bagaimana menentukan jenis batuan bawah permukaan dari nilai resistivitas daerah penelitian? 1.3 Tujuan Penelitian 1. Memetakan persebaran nilai resistivitas bawah permukaan 2. Menentukan jenis batuan bawah permukaan dari nilai resistivitas daerah penelitian. 1.4 Batasan Masalah 1. Daerah Penelitian berada di Dusun Bibis dan Dusun Bangen Kelurahan Bangunjiwo Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul DIY 2. Terdiri dari 3 lintasan dengan masing-masing lintasan 300 Meter 3. Akuisisi data menggunakan metode Geolistrik Dipole-Dipole 4. Pengolahan data menggunakan software Res2dinv 1.5 Manfaat Penelitian 1. Mampu mengidentifikasi dan memahami sebaran nilai resistivitas pada lapisan batuan di Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul. 2. Mampu mengidentifikasi dan memahami mengenai adanya litologi batuan. 3. Memberikan informasi dan pengetahuan kepada masyarakat atau instansi terkait mengenai gambaran dan kondisi tanah dilokasi penelitian

21 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian bahwa di Dusun Bibis dan Dusun Bangen Kelurahan Bangunjiwo Kecamatan Bantul Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY) secara umum dapat diambil kesimpulan sebagai berikut; 1. Pada lintasan pertama berada di Formasi Sentolo dan Endapan Gunung Merapi Muda dengan persebaran nilai resistivitas dan jenis batuan sebagai berikut: a. 0,1 10 Ωm = Batu Lempung b Ωm = Batu Pasir 2. Pada lintasan kedua berada di Endapan Gunung Merapi Muda dengan persebaran nilai resistivitas dan jenis batuan sebagai berikut: a. 0,1 10 Ωm = Batu Lempung b Ωm = Batu Pasir 3. Pada lintasan ketiga berada di Endapan Gunung Merapi Muda dengan persebaran nilai resistivitas dan jenis batuan sebagai berikut: a. 0,1 10 Ωm = Batu Lempung b Ωm = Batu Pasir 47

22 Saran Penelitian ini bersifat analisis dan pendugaan dan analisis terhadap objek penelitian maka alangkah lebih baik dilakukan penelitian lebih lanjut. Seluruh hasil interpretasi ini hanya mengacu pada variasi nilai resistivitas batuan dan geologi setempat, oleh karena itu untuk kajian lebih lenjut untuk para peneliti sebaiknya memperbanyak referensi sehingga diperoleh hasil interpretasi yang lebih baik.

23 DAFTAR PUSTAKA Al-Qurthubi, Imam Tafsir Al Qurthubi. Jakarta: Pustaka Azzam. Penerjemah : Muhammad Rana Mengala, ahmad Athaillah Mansur. Editor : Mukhlis B Mukti. Andriyani, dkk Metode Geolistrik Imaging Konfigurasi Dipole-Dipole Digunakan Untuk Penelusuran Sistem Sungai Bawah Tanah Pada Kawasan Karst Di Pacitan, Jawa Timur. Jurnal EKOSAINS/VOL.II/NO.1. Darsono, dkk Identifikasi Bidang Gelincir Pemicu Bencana Tanah Longsor Dengan Metode Resistivitas 2 Dimensi Di Desa Pablengan Kecamatan Matesih Kabupaten Karanganyar. Indonesian Journal of Applied Physics Vol.2 No.1 halaman 51 Edwards, L.S, A modified pseudosection for resistivity and inducedpolarization. Geophysics, 42, Effendy,Viky Nur Amry, Aplikasi Metode Geolistrik Konfigurasi Dipole- Dipole untuk Mendeteksi Mineral Mangan (physical modeling). Skripsi. Fakultas MIPA Universitas Jember Lilik,H, dan Idam,A Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium Fisika Bumi Jurusan Fisika-FMIPA ITB:Bandung. Loke, M.H Tutorial: 2D and 3D electrical imaging surveys. Diakses di Tanggal 20 Mei Rahardjo,Wartono, dkk Peta Geologi Lembar Yogyakarta. Skala 1: Santoso, Djoko Pengantar Teknik Geofisika. ITB. Bandung. 50

24 Sukandarrumidi, dkk Geologi Umum Bagian Pertama. Gajah Mada University Press Syamsurizal, dkk Aplikasi Metoda Resistivitas Untuk Identifikasi Litologi Batuan Sebagai Studi Awal Kegiatan Pembangunan Pondasi Gedung, Indonesian Journal of Applied Physics (2013) Vol.3 No.1 halaman 99 Telford W.M., Geldart L.P., and Sheriff R.E., Applied Geophysicst. Edisi 2. Cambridge: Cambridge University Press. 50

25 LAMPIRAN 1 DATA MENTAH GEOLISTRIK KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE Lokasi : Dusun Bibis Kelurahan Bangunjiwo Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul DIY Panjang Lintasan : 300 meter Nama Lintasan : Lintasan pertama Operator : Ari,Dewi dan Maya L Hari/Tanggal : Minggu, 24 April 2016 Cuaca : Cerah No. C1(m) C2(m) P1(m) P2(m) n V(mV) I (ma) R(ohm) K Rho.a(ohm.m) MID

26

27

28

29 Lokasi : Dusun Bangen Kelurahan Bangunjiwo Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul DIY Panjang Lintasan : 300 meter Nama Lintasan : Lintasan kedua Operator : Desti,Maya A dan Ahmad Said Hari/Tanggal : Minggu, 08 mei 2016 Cuaca : Cerah No. C1(m) C2(m) P1(m) P2(m) n V(mV) I (ma) R (ohm) K Rho.a(ohm.m) MID

30

31 E

32

33 Lokasi : Dusun Bangen Kelurahan Bangunjiwo Kecamatan Kasihan Kabupaten Bantul DIY Panjang Lintasan : 300 meter Nama Lintasan : Lintasan ketiga Operator : Desti,Maya A dan Ahmad Said Hari/Tanggal : Sabtu, 07 mei 2016 Cuaca : Cerah No. C1(m) C2(m) P1(m) P2(m) n V(mV) I (ma) R (ohm) K Rho.a(ohm.m) MID

34

35

36

37 LAMPIRAN 2 HASIL PENGOLAHAN DATA RES2DINV Lintasan pertama 63

38 Lintasan kedua 64

39 Lintasan ketiga 65

40 HASIL INTERPRETASI DATA PENAMPANG 2D Lintasan pertama 66

41 Lintasan kedua 67

42 Lintasan ketiga 68